大学物理B期末复习总结要点.ppt

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1、大学物理大学物理B（2）期末复习总结要点）期末复习总结要点第一部分第一部分 波动光学波动光学要求搞清：要求搞清：1.干涉原理干涉原理（哪条光线与哪条光线发生干涉）（哪条光线与哪条光线发生干涉）2.光程差公式光程差公式（注意半波损失）（注意半波损失）3.明、暗纹条件明、暗纹条件4.条纹形状、间距、半径、变化情况条纹形状、间距、半径、变化情况一一.光的干涉光的干涉15.重要的干涉装置：重要的干涉装置：双缝、洛埃镜双缝、洛埃镜（注意（注意“半波半波 损失损失”）劈尖劈尖 条纹间距条纹间距 xdxD0P L eekek+1明明纹纹暗暗纹纹nSSdDx0暗文暗文条纹间距条纹间距2 牛顿环牛顿环 迈克耳孙

2、干涉仪迈克耳孙干涉仪6.重要应用：增透射膜、增反射膜重要应用：增透射膜、增反射膜暗环半径暗环半径暗环暗环 erR平晶平晶平凸平凸透镜透镜 o反射镜移动距离反射镜移动距离N 干涉条纹移过条数干涉条纹移过条数37.重要的概念：重要的概念：（3）光程）光程 nr，（1）时间相干性：）时间相干性：相干长度相干长度（2）空间相干性：）空间相干性：极限宽度极限宽度相干间隔相干间隔bS1S2Rd扩展扩展光源光源双双缝缝4二二.光的衍射光的衍射1.单缝的夫琅禾费衍射单缝的夫琅禾费衍射暗纹公式暗纹公式 I0 x1x2衍射屏衍射屏透镜透镜观测屏观测屏 f 1a2.光栅的夫琅禾费衍射光栅的夫琅禾费衍射1）正入射）正

3、入射光栅方程光栅方程（明纹）（明纹）k=0,1,2干涉明纹缺级级次干涉明纹缺级级次52）斜入射）斜入射光栅方程光栅方程d sin 光栅光栅观察屏观察屏Lop f id sin ii 和和 的的符号规定符号规定:n 0i ve（正晶体正晶体）垂直光轴方向垂直光轴方向或或 vove（负（负晶体晶体）。）。11（3）波片）波片圆或椭圆圆或椭圆 椭圆椭圆长长（短）轴（短）轴/C线线C圆圆椭圆椭圆线线CC线线线线C圆圆左旋左旋圆圆右旋右旋忽略波片的吸收，光通过波片光强不变忽略波片的吸收，光通过波片光强不变125.旋光现象旋光现象 a 旋光率旋光率 旋光物质旋光物质 l光轴光轴（2）磁致旋光）磁致旋光 l

4、磁致旋光物质磁致旋光物质B V 费德尔常量费德尔常量（1）自然旋光）自然旋光 光沿光沿 与逆与逆 方向传播，振动面旋向相反。方向传播，振动面旋向相反。振动面的左旋或右旋与光的传播方向无关。振动面的左旋或右旋与光的传播方向无关。13第二部分第二部分 量子物理量子物理一一.黑体辐射黑体辐射 mTM 0 mTM 014二二.光电效应光电效应（eUc）红限频率红限频率 Uc 截止（遏止）电压截止（遏止）电压 im2im1I2I1-UcU光强光强在在 一定时，一定时，15三三.康普顿效应康普顿效应 0 0X 射线射线 康普顿散射波长康普顿散射波长 c 康普顿波长康普顿波长 轻元素轻元素重元素重元素，。与

5、散射物质无关与散射物质无关16四四.物质波、波函数物质波、波函数物质波（德布罗意波）波长物质波（德布罗意波）波长物质波相速物质波相速u=（c2/v）v（书（书P26例例1.6）是概率波，是概率波，满足满足态叠加原理：态叠加原理：表示在空间出现的概率密度表示在空间出现的概率密度 满足连续、单值、有限、归一的条件满足连续、单值、有限、归一的条件 Cn 2为为 中中 n状态的百分比状态的百分比一维情形：一维情形：17五五.不确定关系不确定关系另有另有非相对论情形一维非相对论情形一维定态薛定谔方程：定态薛定谔方程：六六.薛定谔方程及应用薛定谔方程及应用（此处（此处E不含静止能）不含静止能）181.一维

6、无限深方形势阱一维无限深方形势阱0axE1E2E3En n19 II 区概率密度：区概率密度：U0、x 透入的概率透入的概率 2.有限宽势垒和隧道效应有限宽势垒和隧道效应x区区0区区EU0U(x)20E 1 2 0aU0 x区区区区区区隧道效应隧道效应 3穿透系数穿透系数213.谐振子谐振子 n=0，1，2 零点能零点能4.氢原子和碱金属能级氢原子和碱金属能级E1=-13.6eV基态能量基态能量氢原子氢原子22碱金属碱金属n=2H原子能级原子能级碱金属能级碱金属能级n=22P(l=1)2S(l=0)量子数亏损量子数亏损235.角动量的空间量子化角动量的空间量子化在球坐标系中，在球坐标系中，Lz

7、 的算符为：的算符为：其本征方程为：其本征方程为：分离变量：分离变量：单值单值 yLzrzx电子云电子云LB解得本征函数：解得本征函数：246.四个量子数四个量子数 主量子数主量子数 n=1,2,3,，决定能量；决定能量；角量子数（轨道量子数）角量子数（轨道量子数）l=0,1,2(n-1)，决定角动量，也影响能量；决定角动量，也影响能量；的大小的大小 磁量子数磁量子数 ml=0，间取向：间取向：决定决定 的空的空自旋磁量子数自旋磁量子数 ，间取向：间取向：决定决定 的空的空257.原子的壳层结构原子的壳层结构 2）遵从遵从能量最小原理能量最小原理“电子优先占据最低能态电子优先占据最低能态”电子

8、排布原则：电子排布原则：1）遵从遵从泡利不相容原理泡利不相容原理“两个电子不能占据同一量子态两个电子不能占据同一量子态”n相同构成一个壳层，相同构成一个壳层，n，l 相同构成一个次壳层（支壳层），相同构成一个次壳层（支壳层），可容纳电子数为可容纳电子数为 2(2 l+1)可容纳电子数为可容纳电子数为2n2268.氢光谱氢光谱 频率条件频率条件 波数公式波数公式R 里德伯常数里德伯常数EiEf 27六六.X射线谱射线谱X 射线谱射线谱连续谱：连续谱：线状谱：线状谱：韧致辐射韧致辐射内层电子跃迁内层电子跃迁（无周期性）（无周期性）连续谱：连续谱：与靶物质无关与靶物质无关线状谱：线状谱：反映元素特征

9、反映元素特征 莫塞莱定律莫塞莱定律28七七.激光激光 1.特点：特点：（1）相干性极好）相干性极好（2）方向性极好）方向性极好（3）亮度和强度极高）亮度和强度极高2.激光器的主要组成部分：激光器的主要组成部分：（1）激活介质：）激活介质：（2）激励能源：）激励能源：使激光有良好的使激光有良好的方向性和单色性。方向性和单色性。可实现粒子数反转。可实现粒子数反转。供给能量，维持粒子数反转。供给能量，维持粒子数反转。（3）光学谐振腔：）光学谐振腔：产生光振荡，实现光放大，产生光振荡，实现光放大，293.纵模频率：纵模频率：可以存在的纵模频率：可以存在的纵模频率：相邻纵模的频率间隔：相邻纵模的频率间隔

10、：30 1.费米子费米子 自旋自旋 s 是半整数的粒子是半整数的粒子八八.费米子和玻色子费米子和玻色子波函数是反对称的，服从波函数是反对称的，服从泡利不相容原理。泡利不相容原理。波函数对称，波函数对称，不受泡利不相容原理的制约。不受泡利不相容原理的制约。2.玻色子玻色子自旋自旋s是是0或整数的粒子或整数的粒子费米子和玻色子全同性的粒子。费米子和玻色子全同性的粒子。31九九.固体的能带结构固体的能带结构1.固体的能带固体的能带（2）能带中电子的排布原则：）能带中电子的排布原则：一个能带最多能容纳一个能带最多能容纳 2(2l+1)N 个电子。个电子。（1）原来孤立的原子能级原来孤立的原子能级分裂成

11、能带分裂成能带原子间相原子间相互作用互作用泡利原理泡利原理（3）能带被占据情况：）能带被占据情况：1）服从泡里不相容原理（费米子）服从泡里不相容原理（费米子）2）服从能量最小原理服从能量最小原理 满带，满带，导带，导带，空带，空带，禁带，禁带，概念：概念：价带。价带。32 2.导体和绝缘体的能带结构导体和绝缘体的能带结构（1 1）导体：导体：（2）绝缘体：）绝缘体：E 空带空带 满带满带禁禁带带Eg=36eV满带和空带间的禁带较宽满带和空带间的禁带较宽 空带空带 E不满带不满带 空带空带E满带满带 空带空带E不满带不满带有不满带（导带）有不满带（导带）33电子电子空穴空穴3.本征（纯净）本征（

12、纯净）半导体半导体的能带结构的能带结构E空带（导带）空带（导带）满带满带Eg=0.12 2eV禁带禁带满带与空带之间的满带与空带之间的禁带宽禁带宽度很窄。度很窄。本征载流子本征载流子成对成对出现出现 n 型半导体型半导体 空空 带带满满 带带施主能级施主能级DEDDEg4.杂质半导体的能带结构：杂质半导体的能带结构：入少量五价的入少量五价的杂质，杂质，四价的本征半导掺四价的本征半导掺形成形成电子导电。电子导电。34 P型半导体型半导体空空 带带DEA满满 带带受主能级受主能级DEg入少量三价的入少量三价的杂质，杂质，四价的本征半导掺四价的本征半导掺5.p-n 结结 具有单向导电性具有单向导电性 p-n 结处能带出现弯曲现象结处能带出现弯曲现象 可实现粒子数反转可实现粒子数反转形成形成空穴导电。空穴导电。复习总结完复习总结完 p-n 结组合有放大作用结组合有放大作用35